《2019年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题09恒定电流含解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题09恒定电流含解.docx（35页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、试题为word版 下载可打印编辑专题09 恒定电流第一部分名师综述电路的分析与计算是本章的重点内容.电路的分析与计算、电路基本概念的理解以及基本规律的掌握情况，是近几年高考考查的重点，因此要求在熟练掌握串、并联电路特点的基础上，进一步掌握闭合电路欧姆定律的应用问题、动态分析问题、故障判断问题以及含电容电路问题的处理方法，同时要注意电路中的理想电表与非理想电表处理方法的不同，熟练掌握电路的简化方法.恒定电流主要考查以电路为核心的三部分内容:一是以部分电路的欧姆定律为中心,考查直流电路的基本概念、伏安法测电阻、电功和电热等问题;二是以闭合电路的欧姆定律为中心,考查电源的作用、闭合电路的功率分配和能
2、量转化的关系、电路的路端电压与电源电动势和内阴天的关系;三是以电路中的电工仪表的使用为中心,考查电学实验中仪器的选取、电表的读数、实物连接、数据处理和误差分析等问题.尤其是电学知识联系实际的问题和探究实验问题是近几年高考考查的热点. 欧姆定律、焦耳定律往往与电磁感应现象相交叉渗透；电功率、焦耳热计算往往与现实生活联系较密切，是应用型、能力型题目的重要内容之一，也是高考命题热点内容之一。历届高考命题形式一是以选择、填空方式考查知识；二是与静电、磁场和电磁感应结合的综合题，值得说明的是，近年来高考在对本章的考查中，似乎更热衷于电路的故障分析.这类题通常都来自生活实际，是学生应具备的基本技能.尤其引
3、人关注的是电路实验有成为必考题的趋势.第二部分知识背一背1电功和电热电功WqUUIt；电热QI2Rt.（1）对纯电阻电路，电功等于电热，即电流流经纯电阻电路，消耗的电能全部转化为内能，所以WQUItI 2Rtt.（2）对非纯电阻电路（如电动机和电解槽），电能一部分转化为内能，另一部分转化为其他形式的能（如机械能或化学能等），所以电功必然大于电热，即WQ，这时电功只能用WUIt计算，电热只能用QI2Rt计算，两式不能通用2闭合电路欧姆定律表达形式：EU外U内；I（I、R间关系）；UEIr（U、I间关系）；UE（U、R间关系）注意：当外电路断开时（I0），路端电压U等于电动势E.若用理想电压表测量
4、，则读数等于电动势，在进行断路故障分析时，常用此结论进行判断，即何处断路，何处两端电压等于电动势但用电压表直接测量时，读数却略小于电动势（因为有微弱电流流过电源而产生内压降）当外电路短路时（R0，因而U外0），电流最大，为Im（不允许出现这种情况，因为这会把电源烧坏）3电源的功率与效率（1）电源的功率P：也称电源的总功率，是电源将其他形式的能转化为电能的功率，计算式为：PIE（普遍适用）；PI2（Rr）（只适用于外电路为纯电阻的电路）（2）电源内阻消耗功率P内：是电源内阻的热功率，也称电源的损耗功率，计算式为：P内I2r.（3）电源的输出功率P外：是外电路上消耗的功率，计算式为：P外IU外（普
5、遍适用）；P外I2R（只适用于外电路为纯电阻的电路）（4）电源的效率：.（5）电源的输出功率（P外）与外电阻R的关系：P外与R的关系图象如图所示：由图可以看出：当Rr时，电源的输出功率最大，Pm，此时电源效率50%.当Rr时，随着R的增大输出功率越来越小当Rr时，随着R的增大输出功率越来越大当R由小于r增大到大于r时，随着R的增大输出功率先增大后减小（非单调变化）4含容电路的分析技巧电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压，与电容器串联的电阻两端的电压一定为零（有阻无流，则无电压）第三部分技能+方法一、直流电路动态分析1引起电路特征发生变化的主要原因有：滑动变阻器滑片滑动，使电路的
6、电阻发生变化；开关的闭合、断开或换向（双掷开关）使电路结构发生变化；电路发生短路和断路（电路故障）2电路动态变化问题的分析思路当电路中某处的电阻发生变化时，先由局部电阻的变化推出外电路电阻R外的变化，再由闭合电路的欧姆定律I总和U端EI总r讨论干路电流I总的变化和路端电压U端的变化，最后分析对其他部分电路产生的影响，从而分别确定各元件上其他量的变化情况（使用的公式是部分电路欧姆定律、电路中各元件上的电压关系和电流关系等）注意：电路的总电阻总是随其中任一电阻的增大而增大，随任一电阻的减小而减小；电阻并联的数目越多，总阻值越小；从电路分析角度看，断路可认为是电路中某处电阻增大到无穷大，短路可认为是
7、电路某处电阻减小到零，因此电路故障问题可以视为特殊的动态分析问题；对电路进行简化时，电压表和电容器视为断路，电流表视为短路；电容器是一个储存电能的元件，在直流电路中，当电容器充、放电时，其所在电路中有充、放电电流，电路达到稳定状态时，电容器就相当于一个阻值无穷大的电阻，则电容器所在电路处可视为断路分析计算含有电容器的直流电路时应注意：电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，在此支路的电阻没有电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压电路中的电流、电压变化时，将会引起电容器充（放）电二、与电功、电功率、电热相关问题的综合分析纯电阻电路中，电功率等于热功率；非纯电阻电路中，电功率只有一
8、部分转化成热功率纯电阻电路中只有电阻元件，如电熨斗、电炉、白炽灯等；非纯电阻电路中常含有电动机、电解槽等三、含容电路问题的综合分析电容器是一个储存电能的元件.在直流电路中,当电容器充放电时,电路里有充放电电流.一旦电路达到稳定状态,电容器在电路中就相当于一个阻值无限大的元件,电容器所处电路看做是断路,简化电路时可去掉它.简化后若要求电容器所带电荷量时,可在相应的位置补上.在具体方法上要注意以下几点:（1）根据Q=CUQ=CU可知,要求电容器所带电荷量以及充放电时所带电荷量的变化,关键是求电容器两端的电压.（2）在电路分析时要注意电容器所在支路的连接情况.电路稳定后,由于电容器所在支路无电流通过
9、,所以此支路中的电阻上无电压降,可以把与电容器串联的电阻看成导线,电容器两极板间的电压就等于该支路两端的电压.（3）对于较复杂的电路,经常需要将电容器两端的电势与基准点的电势进行比较后才能确定电容器两端的电压.四、U-I图像的意义复习时注意电源的伏安特性曲线反映的是电源自身的性质,具有丰富的内涵（如图所示）:1.图线与纵轴的截距表示电源的电动势;2.与横轴的截距表示短路电流;3.斜率的绝对值表示电源内阻;4.图线上任意一点所对应的电压和电流的比值（或者说任意一点与坐标原点O连线的斜率）表示接在外电路的电阻;5.阴影部分面积表示电流为I时,外电路电阻两端的输出功率,四边形AEOI的面积表示电源的
10、总功率。导体的伏安特性曲线反映导体的性质.如果是遵循欧姆定律的线性元件,这是一条直线,电阻恒定不变（如图中直线b所示）;如果是不遵循欧姆定律的非线性元件,如气体半导体等,就是一条曲线.电阻不断变化,其曲线上每一点对应的电压与电流的比值就是此时导体的电阻（或说成此点与坐标原点连线的斜率表示此时导体的电阻）.五、电路故障的分析方法（1）断路故障的判断：用电压表与电源并联,若有电压时，说明电源正常；若将电压表与某段电路并联，示数不为零,而与其他各段电路并联时电压表示数为零，则这一段电路断路.（2）短路故障的判断：电流表有示数,而用电器不工作,则该支路短路；用电压表与该部分并联,若有电压时，未短路；若
11、无电压,则该两点间可能短路或被短路.（3）分析电路故障的基本方法是假设法：如果电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用电路规律进行正向推理，推理结果若与题干中所述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题干中所述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路，直到找出发生故障的全部可能为止，亦称排除法.第四部分基础练+测一、单选题1如图所示，R1和R2是同种材料、厚度相同、上下表面为正方形的金属导体，但 R1的尺寸比R2的尺寸大。将两导体同时放置在同一匀强磁场B中，磁场方向垂直于两导体正方形表面，在两导体上加相同的电压，
12、形成图所示方向的电流；电子由于定向移动，会在垂直于电流方向受到洛伦兹力作用，从而产生霍尔电压，当电流和霍尔电压达到稳定时,下列说法中正确的是（）AR1中的电流大于R2中的电流BR1 中的电流小于R2中的电流CR1 中产生的霍尔电压小于R2中产生的霍尔电压DR1中产生的霍尔电压等于R2中产生的霍尔电压【答案】 D【解析】【详解】AB电阻R=LS，设正方形金属导体边长为a，厚度为b，则R=aab=b，则R1=R2，在两导体上加上相同电压，则R1中的电流等于R2中的电流，故AB错误。CD根据电场力与洛伦兹力平衡，则有evB=eUHa，解得：UH=Bav=BaIneab=1neBIb，则有R1中产生的
13、霍尔电压等于R2中产生的霍尔电压，故C错误，D正确。2如图所示电路中，电源内阻为r，电流表A和电压表V均为理想电表。平行板电容器C内部有一个用绝缘细线悬挂的带电小球，稳定时细线偏离竖直方向一个小角度,当滑动变阻器滑片P从右端向左端滑动的过程中,下列说法正确的是A电流表示数增大B电压表示数增大C细线与竖直方向的偏角减小D滑片P移动中可能有两个位置使电源输出功率相等【答案】 D【解析】【详解】AB、当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，变阻器接入电路的电阻减小，滑动变阻器与灯L并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，电路中总电流I增大，路端电压减小，则电压表V的示数减
14、小，滑动变阻器与灯L并联的电压U并=E-I(R0+r)减小，通过灯L的电流减小，电流表示数减小，故A、B错误；C、电容器C的电压UC=IR0，I增大，UC增大，根据E=UCd和F=qE可电场力增大，根据平衡条件可知线与竖直方向的偏角增大，故C错误；D、若电源内阻的阻值大于电阻R0的阻值，当滑动变阻器的触头P从右端滑至左端的过程中，可能会外电阻先大于电源内阻后小于电源内阻，则有电源输出功率先增大后减小，所以滑片P移动中可能有两个位置使电源输出功率相等，故D正确；故选D。3某同学设计了一个加速度计，如图所示。电池电动势均恒为E，内阻不计，滑动变阻器阻值均匀，总电阻为R，总长度为L，滑块2质量为m，
15、轻质滑动片4与电阻接触良好。轻质弹簧3的弹劲度系数均为k，按图连接电路后，电压表指针的零点调到中央，此时弹簧恰处在原长位置，滑动片4恰好在电阻中间位置。当P端的电势高于Q端时，指针向零点右侧偏转A当物体向右加速时，电压表的指针向右偏转B当物体向左减速时，电压表的指针向右偏转C当电压表的读数大小为U时，弹簧形变量均为x=ULED当电压表的读数大小为U时，物体加速的大小为a=kULmE【答案】 D【解析】【详解】当滑片在中点时：UP-UQ=E-IR右=0，当物体向右加速时，R右变大，I不变，则UPUQ，则电压表的指针向左偏转；同理当物体向左减速时，电压表的指针向左偏，选项AB错误；设滑动变阻器总长
16、度为L，振子偏离中间位置x距离时，电压表的示数为U，由牛顿第二定律得2kx=ma；设电阻器单位长度的电阻为r，则电路中的电流为I=2ER=2ELr；电压表的示数为 U=Ixr；由以上各式解得：x=UL2E，a=kULmE，则选项C错误，D正确；故选D.4用多用电表探测图甲所示的黑箱发现：用直流电压挡测量，E、G 两点间和 F、G 两点间均有电压，E、F 两点间无电压；用欧姆表测量，黑表笔（与电表内部电源的正极相连）接 E 点，红表笔（与电表内部电源的负极相连）接 F 点，阻值很小，但反接阻值很大那么该黑箱内元件的接法可能是（）ABC【答案】 B【解析】【详解】用直流电压挡测量，E、G两点间和F
17、、G两点间均有电压，说明E、G与F、G间可能有电源存在；用欧姆档测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表，故若黑表笔接E点红表笔接F点时电阻小，说明电流容易从E通过导体，若黑表笔接F点红表笔接E点时电阻很大，说明电流不能从F通过，这就说明E、F间有二级管且E是正极，故该黑箱内元件的接法为B，故选项B正确，AC错误。5如图所示电路，电表都是理想电表，R2=r当闭合开关 S，触片 P 向左滑动过程中，四块电表的读数均发生变化，设在滑动过程中 A1、A2、V1、V2在同一时刻的读数分别是 I1、I2、U1、U2；电表示数的变化量的绝对值分别是I1、I2、U1、U2，那么下列说法正确的是（
18、）AI1减小，I2增大BU1增大，U2减小CU2I2为定值、U1I2增大D电源的输出功率在减小，效率在降低【答案】 B【解析】【详解】A、当触片P向左滑动过程中，导致电阻变大，则总电阻变大，总电流变小，即I2减小，因内电压变小，那么外电压增大，由于电阻R2电压减小，即V2示数U2减小，则V1的示数U1增大，因此通过电阻R0的电流在增大，则流过I1的电流在减小，故A错误，B正确；C、由图可知U1I2=R2+r，U2I2=R2均为定值，故C错误；D、根据推论：外电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大，由题意，开始时外电阻大于电源内阻，则当变阻器的滑动触头P向左移动时，外电路总电阻增大，电源输出的
19、电功率减小，而电源的供电效率=UIEI=UE，外电阻增大，路端电压U增大，电源的供电效率提高，故D错误。6某同学将一直流电源的总功率 PE、输出功率 PR和电源内部的发热功率 Pr随电流 I 变化的图线画在了同一坐标系中，如图中的 a、b、c 所示。下列说法中错误的是（）A直线 a 表示电源的总功率 PEI 图线B曲线 c 表示电源的输出功率 PRI 图线C电源的电动势 E=3V，内阻 r=1D电源的最大输出功率 Pm=2W【答案】 D【解析】【详解】A、由电源总功率和电源内阻消耗功率表达式PE=EI，Pr=I2r，可知，a是直线，表示的是电源的总电功率，b是抛物线，表示的是电源内电阻上消耗的
20、功率，c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR，所以AB正确；C、由图可知，当短路时，电流为3A，总功率PE=9W，则由PE=EI可知电动势为E=3V，内阻为r=33=1，故C正确；D、当内电阻和外电阻相等时，电源输出的功率最大，此时即为b、c线的交点时的电流，此时电流的大小为ER+r=E2r，功率的大小为P=E24r=3241W=2.25W，故选项D错误。7“电子眼”又称“电子警察”，是“智能交通违章监摄管理系统”的俗称。某种“电子眼”采用硅光电池供电，其原理如图所示，a、b是硅光电池的两个电极，P、N是两块硅半导体，E区是两块半导体自发形成的匀强电场区，P的上表面镀有一层增透膜，光照射到半
21、导体P上，使P内受束缚的电子成为自由电子（不计重力），自由电子经E区匀强电场从P区向N区的电场力作用后到达半导体N，从而产生电动势，形成电流。下列说法正确的是Ab电极为硅光电池的正极BE区匀强电场的电场强度方向由N指向PC硅光电池内部的电流方向由P指向ND若将硅光电池移至光照较强处，则其产生的电动势变小【答案】 B【解析】【分析】根据负电荷的电场力从而确定电场强度的方向，由电流的方向与负电荷的运动方向相反，可确定电源的内部电流方向【详解】A.B.C、根据题意，E区电场能使P逸出的自由电子向N运动，因负电荷受到的电场力与电场方向相反，所以电场方向由N指向P，由于电流的方向与负电荷的运动方向相反，
22、所以电源内部的电流方向由N指向P，则可知，a为电源的正极；故AC错误，B 正确；D、将硅光电池移至光照较强处，P内受束缚的电子成为自由电子变多，转化的光能变多，产生的电动势变大。故D错误。【点睛】本题考查根据电荷的电场力的方向来确定电场强度的方向，并掌握电流的方向与负电荷的运动方向关系，同时理解电源内部的电流的方向8自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献，下列说法错误的是（）A奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D焦耳发
23、现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系【答案】 B【解析】【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可.【详解】A、奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系，故A正确；B、D、欧姆发现了欧姆定律，说明了流过导体的电流与导体两端的电压、导体的电阻之间的联系；焦耳发现了焦耳定律，说明了热现象和电现象之间存在联系。故B错误，D正确；C、法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C正确；此题选择不正确的故选B.【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一.9如图所示，电源电动
24、势为E，内阻为r.电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小).当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，不考虑电容充放电对电路的影响，有关下列说法中正确的是( )A只逐渐增大R1的光照强度，电阻R3中有向下的电流B只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电阻R3中有向上的电流C只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，带电微粒向上运动D若断开电键S，带电微粒向上运动【答案】 C【解析】【分析】电路稳定时，电容相当于开关断开，其电压等于与之并联的滑动变阻器部分的电压只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电
25、流增大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E=U/d分析板间场强变化和油滴所受电场力变化，判断油滴的运动情况若断开电键S，电容器处于放电状态【详解】只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器充电，因电容下极板带正电，所以电阻R3中有向上的电流，故A错误；电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的
26、滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，由E=U/d可知，电场力变大，带点微粒向上运动，故C正确；若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，两板电压减小，场强减小，则油滴向下运动，故D错误。故选C。10电源、一个水平放置的平行板电容器、两个电阻箱R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路。当把电阻箱R1、R2调到某个值时，闭合开关S，电容器中的一带电液滴恰好处于静止状态。下列操作可以让带电液滴向下运动的是A增大R1的阻值B增大R2的阻值C断开开关SD把电容器的上极板向上平移【答案】 D【解
27、析】【分析】闭合开关后，R2与电容器并联，R1相当于导线，电容器上极板带正电，带电液滴受重力和电场力处于平衡；断开开关，R1和R3以及电容器和电源构成一回路，R1和R3都相当于导线，电容器两端间的电势差等于电源的电动势，由此分析；【详解】A、闭合开关S，电容器上极板带正电，带电液滴受重力和电场力处于平衡，电场力竖直向上，可知带电液滴带负电，当R1的阻值增大时，电容器两端间的电势差不变，板间场强不变，则带电液滴受到的电场力不变，液滴保持静止不动，故A错误；B、将R2的阻值增大时，则R2两端间的电压增大，所以电容器两端间的电压增大，液滴所受的电场力变大，液滴将向上运动，故B错误；C、断开开关，稳定
28、时电容器两端间的电势差等于电源的电动势，电容器的电压增大，液滴所受的电场力变大，液滴将向上运动，故C错误；D、把电容器的上极板向上平移少许，d增大，而电容器两端的电势差不变，根据E=Ud可知板间场强减小，液滴所受的电场力变小，液滴将向下运动，故D正确；故选D。二、多选题11如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m，电源的电动势为E=3V，内阻r=0.1，限流电阻R0=4.9，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0
29、.9，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5V，则（不计一切摩擦阻力）（ ）A由上往下看，液体做逆时针旋转B液体所受的安培力大小为1.5NC闭合开关后，液体热功率为0.081WD闭合开关10s，液体具有的动能是3.69J【答案】 ACD【解析】【详解】A、根据左手定则，导电液体受到的安培力沿逆时针方向，因此液体沿逆时针方向旋转，故A正确；B、电压表的示数U=1.5V，则根据闭合电路欧姆定律：E=U+IR0+Ir，所以电路中的电流值为：I=E-UR0+r=0.3A，液体所受安培力为F=BIa=1.510-3N，故B错误；C、玻璃皿中两极间液体的等效电阻为R=0.9，液体的热功率为：P热=I2
30、R=0.081W，故C正确；D、根据能量守恒定律，闭合开关10s，液体具有的动能是：Ek=W电流-W热=(P-P热)t=(UI-I2R)t=3.69J，故D正确；12如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2为总阻值一定的滑动变阻器，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。有关下列说法中正确的是A只逐渐增大R1的光照强度，电阻R2消耗的电功率变大，电压表示数减小B只逐渐增大R1的光照强度，带电微粒向上运动C只调节电阻R2的滑动端p向下端移动时，电压表示数减小，电容器所带电荷量增多D只调节电阻R2的滑动端p向下端移动时，带点粒子向下
31、运动【答案】 AB【解析】【详解】AB、只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，根据闭合电路欧姆定律可得外电压U=E-Ir减小，电压表示数减小；根据电功率公式P=I2R可知电阻R2消耗的电功率变大，根据欧姆定律可知滑动变阻器的电压变大，则有电容器两端的电压增大，由E=Ud可知板间电场强度增大，带电微粒受到的电场力变大，带电微粒向上运动，故A、B正确；C、只调节电阻R2的滑动端p向下端移动时，R2的阻值增大，总电阻增大，总电流减小，根据闭合电路欧姆定律可得外电压U=E-Ir增大，电压表示数增大；根据闭合电路欧姆定律可得电阻R2两端电压U=E-I(r+R1)增大，所以电容
32、器两端的电压变大，根据Q=CU可知电容器所带电荷量增多，由E=Ud可知板间场强增大，粒子受到的电场力变大，带电微粒向上运动，故C、D错误；故选AB。13如图所示，电源电动势E=1.5V，内电阻r=0.5，滑动变阻器R1的最大电阻Rm=5.0，定值电阻R2=2.0，C为平行板电容器，其电容为3F。将开关S与a接触，则A当R1的阻值增大时，R2两端的电压减小B稳定时R1消耗的最大功率为0.225wC将开关从a接向b，流过R3的电流流向为cdD将开关从a接向b，待电路稳定，流过R3的电荷量为9103C【答案】 ABC【解析】【详解】当R1的阻值增大时，外电路的总电阻增大，总电流减小，R2两端的电压减
33、小，故A正确；将R2等效为电源的内阻，当R1R2+r2+0.52.5时，R1消耗的功率最大，最大功率为Pm=E24(r+R2)=1.5242.5W=0.225W，故B正确；当开关接a时，电容器右极板带正电，将开关从a接向b，稳定时电容器左极板带正电，所以电容器先放电后反向充电，流过R3的电流流向为cd，故C正确；因R1接入的阻值未知，不能求出电容器上电压的变化，故不能求出流过R3的电荷量，故D错误；故选ABC。14如图所示，平行金属板中带电液滴P处于静止状态，RG为光敏电阻(光照强度增加时，其电阻值减小)，电流表和电压表为理想电表。现增加光照强度，则下列说法正确的是（）A带电液滴P将向下运动B
34、电压表的示数将增大CR1上消耗的功率将减小D电压表的示数的变化量与电流表的示数的变化量的比值的绝对值UI将不变【答案】 AD【解析】【分析】根据RG光敏电阻的变化得到总电阻变化，从而得到总电流变化，即可得到电流表读数变化，从而得到电压表读数变化；根据电容器两端电压变化得到场强变化，从而得到合外力变化，即可得到液滴运动方向；根据“总量法”讨论电压表和电流表读数的比值的变化。【详解】增加光照强度，则RG的阻值减小，电路的总电阻减小，总电流变大，路端电压减小，R1以及电源内阻上的电压变大，则R1上消耗的功率将变大，R3两端的电压减小，即电压表V示数减小，电容器两端电压减小，两板间场强减小，则带电液滴
35、P将向下运动，选项A正确，BC错误；根据U=E-I(R1+r)可知电压表V 的示数的变化量与电流表A 的示数的变化量的比值的绝对值|UI|=R1+r不变，选项D正确；故选AD.【点睛】电路计算问题，一般根据电路变化得到总电阻变化，从而得到总电流变化，即可得到路端电压变化，进而得到支路电流变化，最后求得电压变化。15如图所示，平行金属板中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时，则（）A电压表读数减小B电流表读数减小C质点P将向上运动DR3上消耗的功率逐渐增大【答案】 AD【解析】【分析】R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再由R1串连接在
36、电源两端，电容器与R3并联；当滑动变阻器R4的滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，路端电压减小，由于干路电流增大，R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过R4的电流增大，电流表示数增大；因并联部分电压减小，而R2两端电压增大，R4两端电压减小，则电压表示数减小；R3两端电压减小，电容器两端电压减小，电容器中的场强减小，由此可判断P的运动；R3上消耗的功率由P=U2R可知。【详解】A、由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再由R1串连接在电源两端，电容器与R3并联；当滑动变阻器R4
37、的滑片向b移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大，路端电压减小，由于干路电流增大，R1两端的电压增大，故并联部分的电压减小，由欧姆定律可知流过R3的电流减小，则流过R4的电流增大，故电流表示数增大,故B错误；因并联部分电压减小，而R2两端电压增大，R4两端电压减小，则电压表示数减小，故A正确。C、电容器与R3并联，流过R3的电流减小，R3两端电压减小，电容器两端电压减小，电容器中的场强减小，故电荷受到的向上电场力减小，则重力大于电场力，电荷将向下运动，故C错误；D、因R3两端的电压减小，由功率P=U2R可知，R3上消耗的功率减小；故D错误。故
38、选：A16如图所示的电路中，电源的电动势E 和内阻r 一定，A、B 为平行板电容器的两块正对金属板，R1为光敏电阻(电阻随光强的增大而减小)。当R2的滑动触头P 在a 端时，闭合开关S，此时电流表A 和电压表V的示数分别为I 和U。以下说法正确的是( )A若仅增大A、B 板间距离，则电容器所带电荷量减少B若仅将R2的滑动触头P 向b 端移动，则I 不变，U 增大C若仅用更强的光照射R1，则I 增大，U 减小，电容器所带电荷量减少D若仅用更强的光照射R1，则U 变化量的绝对值与I 变化量的绝对值的比值减小【答案】 AC【解析】【详解】A.若仅增大A、B板间距离，电容减小，板间电压不变，则由电容的
39、定义式C=QU分析可知电容器所带电荷量减少，故A正确；B.滑动变阻器处于含电容支路中，相当于导线，所以移动滑动触头，I不变，U不变。故B错误；C.若仅用更强的光线照射R1，R1的阻值变小，总电阻减小，I增大，内电压和R3的电压均增大，则电容器板间电压减小，电容不变，由电容的定义式C=QU分析可知电容器所带电荷量减少。故C正确；D. 若仅用更强的光线照射R1，R1的阻值变小，总电阻减小，I增大，根据闭合电路欧姆定律得U=E-Ir可得：UI=r，不变，故D错误。故选：AC。17在如图甲所示的电路中，电源电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2为相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示，
40、R为定值电阻，阻值为7.5 .当开关S闭合后()AL1的电阻为112BL1消耗的电功率为0.75 WCL2的电阻为7.5 DL2消耗的电功率为0.075 W【答案】 BC【解析】【分析】电源内阻不计，路端电压等于电动势不变灯泡是非线性元件，根据L1、L2的电压，由伏安特性曲线可读出电流，由R=UI算出它们的电阻。【详解】A项：电源电动势为3.0V，内阻不计，路端电压为3VL1和两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，所以电阻值：R1=UI=3.00.25=12，故A错误；B项：由伏安特性曲线可以读出L1和两端的电压为3V，由图可知，此时的电流为0.25A，L1消耗的电功率为：P=U
41、I=3.00.25=0.75W，故B正确；C项：在乙图上做出电阻R的伏安特性曲线如图，由于R与L2串联，所以二者的电流值是相等的，由图可以读出，此时二者的电压都是1.5V时，二者电压的和等于3.0V，此时的电流值是0.2A所以R2=1.50.2=7.5，故C正确；D项：L2消耗的电功率为：P=UI=1.50.2=0.3W，故D错误。故应选：BC。【点睛】在分析电阻的I-U与U-I图线问题时，关键是搞清图象斜率的物理意义，也就是说是k=1R还是K=R对于线性元件，R=UI=UI，但对于非线性元件，RUI。18硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点。如图所示，图线a是该电池在某光照强度下路端
42、电压U和电流I变化的关系图象（电池电动势不变，内阻不是定值），图线b是某电阻R的UI图象。在该光照强度下将它们组成闭合回路时，下列说法中正确的是A硅光电池的内阻为10B硅光电池的总功率为0.72WC硅光电池的内阻消耗的热功率为0.32 WD若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率增大【答案】 BC【解析】【详解】由闭合电路欧姆定律得 U=E-Ir，当I=0时，E=U，由a图线与纵轴的交点读出电池的电动势为 E=3.6V根据两图线交点处的状态可知，将它们组成闭合回路时路端电压为 U=2V，电流为 I=0.2A，则硅光电池的内阻为r=E-UI=3.6-20.2=8，故A错误。硅光电池的总功率为
43、：P总=EI=3.60.2W=0.72W，故B正确。硅光电池的输出功率为：P出=UI=0.4V，电池的内阻消耗的热功率为 P热=P总-P出=0.32W故C正确。R的阻值 R=UI=10r=8，则若将R换成阻值更大的电阻，硅光电池的输出功率将减小，故D错误。故选BC。【点睛】本题考查对U-I图象的理解能力。对于线性元件可直接利用欧姆定律研究；对于非线性元件不能直接利用欧姆定律求解；同时对于电源的内阻往往根据电源的U-I曲线研究斜率得到。19在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E、内电阻为r，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，A、V为理想电流表和电压表。在滑动变阻器滑动
44、头P自a端向b端滑动的过程中，下列说法中正确的是( )A电压表示数变大B电流表示数变小C电容器C所带电荷量增多Da点的电势降低【答案】 BD【解析】R2和R3下部分电阻并联之后跟R1串联，滑动变阻器滑动头P自a端向b端滑动的过程中有效阻值减小，使得干路电流增大即V（测R1两端电压）的示数增大，R2两端电压减小则通过它的电流减小，A的示数增大AB错，电容器C所带电荷量减少，C错，V的示数增大即电势降落增加，所以a点的电势降低，D对20如图，直线 a、抛物线 b 和 c 为某一稳恒直流电源在纯电阻电路中的总功率 PE、输出功率 PR、电源内部发热功率 Pr随路端电压 U 变化的图象，但具体对应关系
45、未知，根据图象可判断（）A图象中任意电压值对应的功率关系为 PE=Pr+PRBPrU 图象的对应图线 b，由图知电动势为 3V，内阻为 1CPEU 图象对应图线 a，由图知电动势为 9V，内阻为 3D外电路电阻为 1 时，输出功率最大为 2W【答案】 AB【解析】【分析】根据功率公式P=U2R分别写出三个功率PE、PR、Pr与路端电压U的关系式，结合数学知识求电源的电动势和内阻。根据内外电阻相等时，电源的输出功率最大，求得输出功率最大值。【详解】根据功率分配关系可得：PE=Pr+PR，故A正确；因Pr=(E-U)2r，根据由数学知识可知，Pr-U图象的对应图线b，当Pr=0时E=U=3V，当U
46、=0时Pr=E2r=32r=9W，解得内阻r=1，故B正确。总功率PE=EI=EE-Ur=-ErU+E2r，可知PE-U图象对应图线a，由B分析可知电动势为3V，内阻为1，故C错误；当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，即当外电路电阻为1时，输出功率最大，最大输出功率为Pm=12E2R=E24r=3241W=2.25W，故D错误；故选AB。【点睛】本题的关键要根据功率公式得到三种功率的解析式，利用图象信息进行研究。要有基本的读图能力，根据数学知识来理解图象的物理意义。三、解答题21如图所示，已知电源电动势E5 V，内阻r2 ，定值电阻R10.5 ，滑动变阻器R2的阻值范围为010 .求：（1）当滑动变阻器R2的阻值为多大时，电阻R1消耗的功率最大？最大功率是多少？（2）当滑动变阻器的阻值为多大时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大功率是多少？【答案】（1）2.5 ，2.5W；（2）1.5 ，3.125W【解析】【分析】(1) 对于电源，当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大；将电阻R1与电源等效成等效电源考虑；(2) 当外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大。【详解】